Neue Entdeckung durch ESA-Satellit Herschel: Heiße Wasserdampfwolken um hellen Kohlenstoffstern

Diese überraschende Erkenntnis wirft neue Fragen zur chemischen Zusammensetzung von Sternen in ihren Endstadien auf. Am Institut für Astronomie der Universität Wien wurde die Software entwickelt, welche u.a. die Datenmassen dieser Entdeckung an Bord von Herschel komprimiert, um diese zur Erde übertragen zu können. Wissenschafter der Universität Wien publizieren dazu aktuell im renommierten Fachjournal „Nature“.

Der Kohlenstoffstern CW Leonis

Im Sternbild Löwe befindet sich der rote Riesenstern CW Leonis, der Unmengen von Gas sowie Kohlenstoffstaub – insgesamt in der Größenordnung von einer Erdmasse pro Jahr – produziert. Er gibt der Astronomie seit 2001 ein Forschungsrätsel auf, als erstmals Hinweise auf Wasserdampf in seiner ausgedehnten Hülle gefunden wurden: Seither stellt sich die Frage, wie Wasser um ein solches Objekt entstehen kann. Denn ein kohlenstoffreicher Stern wie dieser ist normalerweise vor allem mit Kohlenmonoxid umgeben und nicht wie CW Leonis mit sauerstoffhaltigen Molekülen – wie H2O.

Spektroskopische Daten von Herschel

Dank des Satelliten Herschel der European Space Agency (ESA) gelang erstmals der klare Nachweis Dutzender Wasserdampflinien im Spektrum des tiefroten Sterns. An dieser Entdeckung waren auch Astronomen der Universität Wien beteiligt, u.a. Franz Kerschbaum, Leiter des Instituts für Astronomie. In der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift „Nature“ berichten sie, dass einige der aufgefundenen Spektrallinien nur durch Übergänge aus hochangeregten Zuständen zu erklären sind – was Tempe-raturen von etwa 700 Grad Celsius erfordert. Es muss also Wasserdampf in der inneren, rußigen Hülle des Kohlenstoffsterns vorhanden sein. Möglicherweise entsteht er dort durch UV-Strahlung auf photochemischem Wege. Dies würde eine spezielle klumpige Struktur der Hochatmosphäre des Sterns voraussetzen.

Der österreichische Beitrag zu Herschel

Das Satellitenteleskop Herschel, mit dem die genannten Ergebnisse gewonnen wurden, beobachtet den Himmel in fernen Infraroten und verfügt über eine lichtsammelnde Fläche, die doppelt so groß ist wie jene des Hubble Space Telescope. „Am Institut für Astronomie der Universität Wien wurde die Software entwickelt, welche es ermöglicht, die Daten noch an Bord des Satelliten genügend stark zu komprimieren, um sie zur Erde übertragen zu können“, erklärt dazu Instituts- und Projektleiter Franz Kerschbaum.

Nature-Publikation:
Warm water vapour in the sooty outflow from a luminous carbon star: L. Decin, M. Agu´ndez, M. J. Barlow, F. Daniel, J. Cernicharo, R. Lombaert, E. De Beck, P. Royer, B. Vandenbussche, R. Wesson, E. T. Polehampton, J. A. D. L. Blommaert, W. De Meester, K. Exter, H. Feuchtgruber, W. K. Gear, H. L. Gomez, M. A. T. Groenewegen, M. Guélin, P. C. Hargrave, R. Huygen, P. Imhof, R. J. Ivison, C. Jean, C. Kahane, F. Kerschbaum, S. J. Leeks, T. Lim, M. Matsuura, G. Olofsson, T. Posch, S. Regibo, G. Savini, B. Sibthorpe, B. M. Swinyard, J. A. Yates & C. Waelkens. September 1, 2010.

DOI:10.1038/nature09344

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